专利名称：一种单板电源备份方法及单板电源备份系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种业务单板电源备份方法及其单板电源备份系统。
在现有技术中，对电源进行保护和备份的常见方式有以下几种1)n+1集中供电方式该方式中，n+1(n≥1)块相同的电源板同时并联使用，为系统集中供电，系统功率＜电源板功率×n。当任意一块电源板失效时，系统由其余n块电源板供电，业务不会受到任何影响。但集中供电的可靠性低于分散供电。
2)单板级热备份该方式中，各单板直接引入48V电源，通过本板DC/DC将48V转换为需要的低压，本板DC/DC做1+1热备份。
3)分散供电、集中热备份的方式该方式中，各单板直接引入48V电源，通过本板DC/DC将48V转换为需要的低压；同时，系统提供一块备份电源板，输出并引入各单板，与本板DC/DC一起为单板供电。当任意单板的DC/DC失效的时候，都能够由备份电源板供电，业务不会受到任何影响。显然，这是方式2的一种改良，将原来位于业务单板的备份电源全部集中起来，本质上还是1+1备份。由于备份电源是与本板电源同时为业务单板供电，本质上是1+1备份，因此备份电源的功率必须足以承担整个系统。
其中第三种方式是较为先进的备份方式，
图1是此种方式的供电结构图。
上述几种方案虽然能实现电源的备份，但却都存在如下的缺点1)备份电源功率比较大，成本相对比较高，散热设计也很困难。
2)由于背板上的低压母线通过的电流较大，所以，很难解决背板上的低压母线压降大的问题，进而使得无法应用于低压、大电流系统。
3)备份电源平时也处于工作状态，负载较重，进而降低了本身的可靠性。
另外，现有n+1集中供电、集中热备份还存在如下缺点1)由于电源板占用的板位过多，降低了业务单板的配置，影响了系统的集成度。
2)集中供电方式的可靠性较低。
3)很难解决背板上的低压母线压降大的问题，无法应用于低压、大电流的系统。
4)备份电源平时处于工作状态使得负载较重，进而降低了本身的可靠性。
其中，本发明的单板电源备份方法采用分散式供电方式，先通过母线引入电压给单板，再通过单板上的DC/DC将引入的电压转换为单板所需的工作电压，同时设置一个备份DC/DC电源，与单板上的DC/DC电源并联，最后将其输出引入各单板，其特征在于在单板电源正常工作时，将备份DC/DC电源回路断开，当单板电源失效时，将备份DC/DC电源回路接通。
所述的单板电源备份方法，还包括在每个单板上配置一个检测切换电路，通过该电路控制备份电源回路的开闭，即单板正常工作时，该检测切换电路使备份电源回路处于开路状态，当单板电源失效时，该检测切换电路接通备份电源回路，为业务单板供电。
所述的单板电源备份方法，还包括在单板上设置一个储能电阻，该储能电阻一端接地，另一端连接负载，在电路切换过程中，为业务单板供电。
所述的单板电源备份方法，当业务单板的电源失效时，还包括一个向系统上报电源失效信息的步骤。
一种单板电源备份系统，包括高低压母线，与高低压母线相连的备份DC/DC电源和单板DC/DC电源，与单板DC/DC电源串联的隔离二极管D1，该二极管D1的正极连接高电位，所述备份DC/DC电源与单板DC/DC电源并联，其特征在于，还包括一个检测切换电路，一端连接于单板DC/DC电源与隔离二极管D1之间，另一端连接低压母线，单板正常工作时，该检测切换电路使电源备份板处于开路状态，当单板电源失效时，该检测切换电路接通备份电源回路，为业务单板供电。
所述的检测切换电路，包括切换开关电路、采样检测电路，其中，所述的切换开关电路一端连接于低压母线，另一端连接于二极管D1的负极，所述的采样检测电路输入端连接于单板DC/DC电源与二极管D1之间，输出端连接于切换开关电路的输入端。
所述的切换开关电路包括相互并联连接的MOS管Q4、电阻R2和二极管D4，所述MOS管Q4的漏极连接低压母线，门极接收检测采样电路输入的控制信号。
所述的检测电路包括串联连接的电阻R12和R13，其中，R13的一端连接在二极管D1的正极，另一端连接于一检测芯片的输入端，检测芯片的输出端连接于MOS管Q4的门极，完成对单板DC/DC电源输出电压的检测，并在输出电压异常时输出驱动信号，开通开关电路。
所述的单板电源备份系统，还包括一个缓启动电路，所述的缓启动电路连接于低压母线和切换开关电路之间，包括串联连接的电阻R6和R7，与R6并联连接的电容C1，二极管D3和MOS管Q3，其中，该MOS管Q3的漏极与MOS管Q4的漏极相连。
所述的检测切换电路还包括一个储能电容C，该储能电容C一端连接负载，另一端接地，用来在切换过程中向负载供电。
通过本发明的单板备份方法和单板备份系统，使得备份电源的功率配置灵活，备份电源的功率下降，大量节约了成本，同时由于减少了备份电源的线路压降，而且在正常工作时，备份电源基本处在轻载状态，温升较低，可靠性相对提高。
如图2所示，本发明设计了一种新型的单板电源备份系统，与现有技术中的单板电源备份系统相同的部分是高低压母线，备份DC/DC电源，单板DC/DC电源，二极管，该二极管正极连接系统的高电位，该母线用来提供系统正常工作时的功率输入，该备份DC/DC电源与单板DC/DC电源并联，工作时与单板上的DC/DC电源一样，用来将高低压母线输入的直流电压转变为单板需要的直流电压，比如可能母线提供电压为48伏，而单板运行时需要的工作电压为5伏，该DC/DC即可将该48伏电压转换为5伏的工作电压。
本发明在上述的原备份系统基础上，增加了一个检测切换电路，该检测切换电路保证在单板正常工作时断开备份DC/DC电源的回路，使得单板供电由单板DC/DC电源完成，当单板DC/DC电源出现问题而不能正常供电时，由电源备份板的DC/DC电源供电，保证单板正常工作。
如图3所示，该检测切换电路包括切换开关电路，采样检测电路和缓启动电路。
该检测电路包括一个采样电路和一个检测芯片，该检测芯片可以有多种，具有基准源的比较器在本发明中都可以采用，比如本实施例中使用的型号为MC33161的检测芯片，该采样电路包括串联连接的电阻R12和R13，其中R13的一端连接在二极管D1的正极，另一端连接于检测芯片的输入端，在本实施例中是3脚，R12的另一端接地。检测芯片的输出端5脚连接在MOS管Q4的门极，在电路工作时，先设置一个阈值，由采样电路对本板输出电压进行采样，并送到检测芯片的3脚，当输出低于设定的阈值时，检测芯片的5脚由高电平反转为低电平，完成检测，并输出切换信号，给开关电路，接通备份电源。
该切换开关电路包括并连连接的MOS管Q4、二极管D1和电阻R2，二极管D4的负极接MOS管Q4的源极，MOS管Q4的漏极连接低压母线，门极接收检测采样电路输入的控制信号。在Q4的门极，可以再连接一个限流电阻R3。Q4的漏极连接检测芯片的5脚，即检测电路的输出端。
还包括一个缓启动电路，该缓启动电路连接于低压母线和切换开关电路之间，包括串联连接的电阻R6和R7，与R6并联连接的电容C1，二极管D3和MOS管Q3，其中，该MOS管Q3的漏极与MOS管Q4的漏极相连。该缓启动电路控制MOS管D3缓慢打开，避免单板热插拔时打火。
本发明中MOS管Q3和Q4可以都使用P沟道、低压降的MOS管，将门极接地即可。
在本发明中，将MOS管Q3和Q4相对使用，在不使用二极管的情况下，达到了将备份电源和本板电源隔离的目的，这是关键点所在。
为了保证单板能够无逢切换，在该单板上还设置一个储能电容C，该电容C一端连接于二极管D1的负极，另一端接地。在切换的过程中，由储能电容C向单板供电。
本发明的单板电源备份方法，采用分散式供电方式，通过母线引入电压给单板，进而通过单板上的DC/DC将母线引入的电压转换为单板所需的低压，同时设置一个备份电源板，将其输出引入各单板，在单板电源正常工作时，将备份电源回路断开，当单板电源失效时，将备份电源置为闭路。
本发明在每个单板上配置一个检测切换电路，单板正常工作时，该检测切换电路使电源备份板处于开路状态，当单板电源失效时，该检测切换电路接通备份电源回路，为业务单板供电。
本发明还在单板上设置一个储能电阻，该储能电阻在电路切换时，为单板供电。
当业务单板的电源失效时，还包括一个向系统上报信息的步骤。将单板失效的故障上报给系统，这样，可以尽快地争取时间来完成故障电源地修复工作，避免备份电源使用时间过长，降低系统安全系数。
通过本发明的单板电源备份系统和备份方法的应用，使得备份电源的功率配置灵活、备份电源的功率下降，大量节约了成本，同时减少了备份电源的线路压降，而且在正常工作时，备份电源基本处在轻载状态，温升较低，可靠性相对提高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种单板电源备份方法，采用分散式供电方式，通过母线引入电压给单板，进而通过单板上的DC/DC将引入的电压转换为单板所需的工作电压，同时设置一个备份DC/DC电源，与单板上的DC/DC电源并联，其输出引入各单板，其特征在于在单板电源正常工作时，将备份DC/DC电源回路断开，当单板电源失效时，将备份DC/DC电源回路接通。
2.如权利要求1所述的单板电源备份方法，其特征在于还包括在每个单板上配置一个检测切换电路，通过该电路控制备份电源回路的开闭，单板正常工作时，该检测切换电路使备份电源回路处于开路状态，当单板电源失效时，该检测切换电路接通备份电源回路，为业务单板供电。
3.如权利要求2所述的单板电源备份方法，其特征在于还包括在单板上设置一个储能电阻，该储能电阻一端接地，另一端连接负载，在电路切换过程中，为业务单板供电。
4.如权利要求1、2或3任一项所述的单板电源备份方法，其特征在于当业务单板的电源失效时，还包括一个向系统上报电源失效信息的步骤。
5.一种单板电源备份系统，包括高低压母线，与高低压母线相连的备份DC/DC电源和单板DC/DC电源，与单板DC/DC电源串联的隔离二极管D1，该二极管D1的正极连接高电位，所述备份DC/DC电源与单板DC/DC电源并联，其特征在于，还包括一个检测切换电路，一端连接于单板DC/DC电源与隔离二极管D1之间，另一端连接低压母线，单板正常工作时，该检测切换电路使电源备份板处于开路状态，当单板电源失效时，该检测切换电路接通备份电源回路，为业务单板供电。
6.如权利要求5所述的单板电源备份系统，其特征在于所述的检测切换电路包括切换开关电路、采样检测电路，所述的切换开关电路一端连接于低压母线，另一端连接于二极管D1的负极，所述的采样检测电路输入端连接于单板DC/DC电源与二极管D1之间，输出端连接于切换开关电路的输入端。
7.如权利要求6所述的单板电源备份系统，其特征在于所述的切换开关电路包括相互并联连接的MOS管Q4、电阻R2和二极管D4，所述MOS管Q4的漏极连接低压母线，门极接收检测采样电路输入的控制信号。
8.如权利要求6所述的单板电源备份系统，其特征在于所述的检测电路包括串联连接的电阻R12和R13，其中，R13的一端连接在二极管D1的正极，另一端连接于一检测芯片的输入端，检测芯片的输出端连接于MOS管Q4的门极，完成对单板DC/DC电源输出电压的检测，并在输出电压异常时输出驱动信号，开通开关电路。
9.如权利要求7所述的单板电源备份系统，其特征在于还包括一个缓启动电路，所述的缓启动电路连接于低压母线和切换开关电路之间，包括串联连接的电阻R6和R7，与R6并联连接的电容C1，二极管D3和MOS管Q3，其中，该MOS管Q3的漏极与MOS管Q4的漏极相连。
10.如权利要求5、6、7、8或9任一项所述的单板电源备份系统，其特征在于所述的检测切换电路还包括一个储能电容C，该储能电容C一端连接负载，另一端接地，用来在切换过程中向负载供电。
全文摘要
本发明涉及一种单板电源备份方法及其单板电源备份系统。其中，单板电源备份方法为先通过母线引入电压给单板；再通过单板上的DC/DC将引入的电压转换为所需的低压，同时设置一个备份电源，将其输出引入各单板，在单板电源正常工作时，将备份电源回路断开，当单板电源失效时，将备份电源回路置为闭路。单板电源备份系统，包括高低压母线，备份电源和DC/DC电源，与DC/DC电源串联的二极管D1，其特征在于，还包括一个检测切换电路，单板正常工作时，该检测切换电路使电源备份板处于开路状态，当单板电源失效时，该检测切换电路接通备份电源回路，为业务单板供电。通过本发明，备份电源的功率下降，大量节约了成本。
文档编号H02J9/06GK1472863SQ0212592
公开日2004年2月4日 申请日期2002年8月2日 优先权日2002年8月2日
发明者李瑞莲, 丁杰 申请人:华为技术有限公司